[發明專利]開放式汽車機械式自動變速器電控系統

無效

• 申請號: 200810016815.3
• 申請日: 2008-06-11
• 公開（公告）號: CN101332816A
• 公開（公告）日: 2008-12-31
• 發明（設計）人: 張承瑞;李曉軍
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B60W10/10
• 分類號: B60W10/10;B60W10/06;B60R16/02
• 代理公司: 濟南圣達專利商標事務所有限公司
• 代理人: 張勇

1.一種開放式汽車機械式自動變速器電控系統，其特征是，它分為三層：底層由ECU模塊和硬件及操作系統抽象層構成，是系統軟件運行的硬件平臺，完成控制和驅動功能；中間層為軟件總線，它由量子框架構成，通過接口配置文件實現了軟件總線和底層間的通信；頂層為系統控制層，它是由以狀態機內核為核心的多個功能模塊構成，各功能模塊均有功能模塊描述文件，然后功能模塊描述文件通過控制層接口與軟件總線通信，完成模塊間的信息交互；各功能模塊彼此相互獨立。

2.如權利要求1所述的開放式汽車機械式自動變速器電控系統，其特征是，所述底層中的ECU模塊包括復雜可編程邏輯器件CPLD和DSP處理器，其中CPLD的數字量I/O口通過霍爾傳感器和正交編碼器分別采集與變速箱輸入軸轉速、變速箱輸出軸轉速、發動機轉速，計算得出三個軸的轉速，為自動換擋提供換擋依據；數字量I/O口還采集空檔開關、倒檔開關、高低檔開關、把手開關、油門限位開關、其他開關量輸入信號；CPLD的數字量I/O口控制油門步進電機、變速器選檔、離合器高速開關閥的動作；

DSP處理器的模擬量輸入口與油門踏板傳感器、離合器踏板傳感器、換檔把手傳感器、選檔傳感器、其他模擬傳感器連接，進行16位AD轉換；輸出端則與顯示模塊和CAN及RS485總線連接；

CAN總線與上位機調試工具通信對系統的狀態實時監控，同時還與其他車輛ECU模塊進行數據共享；485總線與顯示模塊通信，完成當前擋位和換擋把手位置的實時顯示。

3.如權利要求1所述的開放式汽車機械式自動變速器電控系統，其特征是，所述頂層中的功能模塊包括運行模式模塊、控制策略模塊、執行驅動模塊和通信顯示模塊，各個功能模塊通過軟件總線進行信息交互。

4.如權利要求1所述的開放式汽車機械式自動變速器電控系統，其特征是，所述中間層中軟件總線采用“出版-訂閱”模式，并利用量子框架自身的定時器產生周期或者超時定時信號，來驅動各個功能模塊的動作。

5.如權利要求4所述的開放式汽車機械式自動變速器電控系統，其特征是，所述開始量子框架定時器發送周期定時信號，信息采集功能模塊進入采集狀態后，便可以接收這個信號，觸發動作，通過傳感器監測當前車速、油門踏板和換檔手柄的位置變更信息，發送油門-車速信號給執行驅動功能模塊，該對象在跟隨狀態下通過這個信號進行油門控制；假如當前換擋手柄換到M位置，則發布手動擋信號，運行模式功能模塊，接收到這個信號后，從正常狀態進入手動模式狀態，開始檢測換擋按鍵的動作；通信顯示功能模塊接收到手動擋信號后，更新當前顯示的模式信息；

運行模式功能模塊在手動模式狀態下，如果檢測到換擋按鍵的動作，則設定相應的目標檔位后發布啟動換擋信號換擋開始，執行驅動功能模塊接收到這個信號后進入換擋狀態，在這個狀態下進行換擋操作，并在換擋完成后發布換擋結束信號，通知通信顯示功能模塊換擋完成；通信顯示功能模塊接收到換擋開始信號后，進入閃爍狀態，通過延時信號閃爍顯示當前信息，并在換擋結束信號到達后退出閃爍狀態，返回正常顯示狀態，更新顯示車況信息；

如果運行模式功能模塊接收到換擋手柄變更信號是自動擋信號，則不管在什么狀態，直接進入自動模式狀態，在這個狀態下，接受油門-車速信號后，檢測當前的車輛發動機轉速，加速度等信息，通過一定的換擋規律計算最佳檔位信息，如果與當前檔位不同，則發布啟動換擋信號；另外，運行模式功能模塊在手動模式或者自動模式狀態下，接收到空擋信號、低速擋信號或倒擋信號時，自動轉入超狀態正常狀態進行處理。

6.如權利要求1或4或5所述的開放式汽車機械式自動變速器電控系統，其特征是，所述量子框架在系統初始化時為每個功能模塊分配一個唯一的優先級，作為該功能模塊的ID，這個ID在程序運行的過程中是不可改變的，并在已定義的發布訂閱查找表數據結構QSubscrList的相應位置設1或0來映射訂閱了某個事件的功能模塊；已經劃分好的功能模塊運行于軟件總線之上，各功能模塊之間沒有共享任何數據，它們之間是一種松耦合的關系，實現信息交互必須通過軟件總線；量子框架采用事件隊列來完成各功能模塊之間的通信接口，并且只能通過事件隊列與其他功能模塊進行信息交互，各功能模塊之間采用一種通信機制以保證模塊在運行過程中的完整性和松耦合性，發布-訂閱機制就是事件訂閱者向軟件總線訂閱事件，事件產生者將事件發布到框架中，然后由量子框架來分發事件；

事件隊列的操作是遵守多入單出的規則，即可以接收多個事件產生源的事件插入，而只能由功能模塊本身從事件隊列中取出事件；當事件產生者將事件發布到軟件總線上，事件調度器就將同時從查找表數據結構QSubscrList中找到訂閱了這個事件的優先級最高的訂閱者ID，進行相應的事件觸發狀態轉換。